深水卡箍式連接裝置研制及承載性能試驗研究.pdf

1、在海洋油氣開采過程的眾多機械設(shè)備中，連接裝置是油氣輸送管道間連接的重要設(shè)備，對深水連接裝置的研究是深入進行海洋開發(fā)的基礎(chǔ)。卡箍式連接裝置是多種深水連接裝置中最具發(fā)展前景的連接裝置形式之一。本文結(jié)合國內(nèi)外卡箍式連接裝置技術(shù)，以6 inch立式油氣管道為連接對象，對連接裝置進行整體方案設(shè)計、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)優(yōu)化、力學(xué)分析、承載性能以及外載荷試驗研究。
　　根據(jù)深水復(fù)雜環(huán)境和油氣高溫高壓對技術(shù)要求的特殊性，在對卡箍部分、密封裝置和對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)工作原

2、理分析的基礎(chǔ)上，完成卡箍式連接裝置整體方案設(shè)計；并對卡箍機構(gòu)進行運動分析和仿真。
　　基于卡箍式連接裝置設(shè)計方案，對卡箍爪進行受力分析，確定卡箍爪接觸角對密封接觸應(yīng)力的影響規(guī)律；對卡箍爪回轉(zhuǎn)角度、厚度和寬度進行優(yōu)化設(shè)計，確定其結(jié)構(gòu)尺寸的最優(yōu)值；建立卡箍機構(gòu)力學(xué)模型，分析工作時的預(yù)緊力。
　　通過理論分析建立卡箍式連接裝置在拉、壓、彎、扭四種情況下的力學(xué)模型，確定其承載性能；對連接裝置在變載荷情況下的密封接觸應(yīng)力進行研究，確定

3、密封接觸應(yīng)力隨載荷變化關(guān)系。
　　進行卡箍式連接裝置試驗樣機靜水壓力試驗，驗證連接裝置的密封性能滿足工作要求；利用外載荷試驗臺對卡箍式連接裝置分別進行拉、壓、彎、扭載荷試驗，對比連接裝置的理論分析結(jié)果與試驗結(jié)果，驗證連接裝置的承載性能；對卡箍式連接裝置進行海試試驗，測試連接裝置與輔助工具的配合和安裝協(xié)調(diào)性，同時進行內(nèi)壓試驗，檢驗其在實際工況下連接裝置的密封性能和安裝可靠性。對實際工況下存在的問題進行研究分析，為以后工程樣機的研制提